微生物菌肥對蘋果幼苗氮 磷和鈣吸收利用的影響研究

高麗華

（山東種業集團魯南有限公司，山東 日照 276800）

蘋果是世界四大水果之一，在我國農業生產和發展中發揮著重要作用。土壤微生物是土壤的重要組成部分，參與土壤養分的循環，促進土壤有機物的分解和轉化[1]。微生物肥料含有大量固氮菌和高活性有益微生物，可以促進植物生長發育[2]?；诖耍狙芯窟x擇了矮化蘋果砧木MgT337幼苗作為試驗材料，為通過微生物菌肥與常規施肥相結合，對微生物菌肥對蘋果的生長和養分吸收的作用進行了研究，為提升蘋果對養分的吸收利用效率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為蘋果M9T337矮化砧木幼苗，株高90～100 cm，莖桿直徑1 cm左右。

試驗用微生物肥料由木美土里集團（陜西楓丹百麗生物科技有限公司）提供。微生物肥料含有地衣芽孢桿菌、角質芽孢桿菌、巨型芽孢桿菌、淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、耐高溫細菌、鏈霉菌、稀有放線菌和菌根真菌。其物化性質為：N含量0.18%，P2O5含量0.78%，K2O 含量0.97%，有機物35.1%，有效活菌數≥2×108/g。

1.2 試驗地點

試驗于2021年3月—9月在山東農業大學園藝試驗站進行，氣候條件屬于溫帶濕潤性季風氣候。試驗地土壤為壤土，有機質含量為186.30 mg/kg，全氮為0.88 g/kg，速效磷為39.73 mg/kg，速效鈣為189.14 mg/kg，pH值7.8。

1.3 試驗設計

試驗共設4 個處理，分別為對照組（CK）、120 g 菌肥+常規施肥（T1）、240 g 菌肥+常規施肥（T2）、360 g 茵肥+常規施肥（T3）。在3月中旬，將所配制的各處理與土壤混合均勻后，裝入長×寬×高為28 cm×28 cm×30 cm的塑料盆里，每個盆中填土10 kg，每盆1株，每個處理5個重復。除了CK之外，分別同時施入普通尿素0.67 g，硫酸鈣0.68 g，過磷酸鈣1.72 g。移栽后，緩苗7 d，從中挑選出一株與CK 生長情況基本相同且沒有病蟲害的幼苗，然后將其移到盆中，在生長情況穩定之后，展開常規的管理工作，在9 月中旬展開采樣工作，使用抖土法獲得根際土，用自封袋收集并保存在冰盒之中，快速帶回實驗室進行處理。

1.4 項目測定

1.4.1 試樣分析和確定

在9 月中旬展開了破壞性采樣，將整株分解成了3 個部分，分別是根莖葉，樣品按照清水-洗滌劑-清水-1%鹽酸-3次去離子水的順序對其進行清洗，對各部分的鮮質量進行了稱質量，之后立刻在105℃下殺青30 min，之后在80℃下烘干至恒質量，將其電磨粉碎后，再過60 目篩，將其混合后裝袋，以備不時之需。將不同種類的植物標本放入保育器中，在65℃下干燥，稱質量，以干質量計算其生物量。

1.4.2 根的形態學和活性的測定

將植物的根部用清水沖洗干凈，然后使用專業版Win-RHIZO（2007年版）根系分析軟件獲得根部掃描圖像，并用圖像分析軟件Deta— TSCAN（Del—ta-TDevices）測定了總的根長、根尖數和根表面積；用三苯基基四氮唑（TTC）的三氯甲烷（TTC）還原試驗檢測了根的活性。

1.4.3 土壤理化特性的測量

用重鉻酸鈣容容法測得了土壤中的有機物質含量；堿解氮的含量通過堿解氮的擴散來確定；用鉬藍比色法檢測速效磷的含量；用火焰分光光度法測定了速效鈣的含量。

1.4.4 根際土壤可培養微生物數量測定

用稀薄平皿計數方法測定了根際土中的細菌、放線菌、馬丁氏培養基，用改良的高氏I型培養基培養、分離并計數了不同種類的細菌、放線菌、真菌。

1.4.5 測定土壤酶活的方法

用一次氯酸酚比色法和3次二硝基水楊酸比色法分別檢測了土壤中的尿素酶和蔗糖酶，并用磷酸苯二鈉比色法檢測了土壤中的酸性磷酸酶。

1.4.6 植物營養物質的測定

用凱氏定氮法測得全氮，用火焰分光光度法測得全鈣，用鉬、銻抗比色法測得全磷。

1.5 數據處理

數據處理采用Excel2008；利用SPSS 統計軟件20.0 資料處理系統對數據的顯著性及關聯性進行了統計分析。

2 試驗結果

2.1 蘋果產量與肥料用量的關系

由表1可知，與CK相比，T3處理的根莖、葉生物量分別增加了27.71%、47.05%、34.03%。與CK 相比，T1處理的總生物量分別增加了15.82%、24.81%、36.07%。不同菌肥施用量對蘋果苗木的生物學產量都有一定的促進作用，其中以T3處理的影響最大。

表1 不同施肥處理對蘋果生物量的影響Tab.1 Effects of different fertilization treatments on biomass of apple

2.2 蘋果根的形態和活性在不同肥料下的變化

根系作為植物養分的主要吸收器官，其活力是反映其生長發育與代謝能力的一個關鍵參數。從表2 可以看出，在蘋果植株中，總根長、根尖數、根表面積及根系活力都有了一定的增加，并且T3處理明顯地比其他處理更高，并且與CK 相比，T3處理總根長、根尖數、根表面積及根系活力分別增加了12.03%、60.14%、11.82%及66.27%，在各個處理之間都達到了極顯著水平。

表2 不同施肥處理對蘋果根系指標的影響Tab.2 Effects of different fertilization treatments on apple root indexes

2.3 土壤理化性質在不同肥料施用下的變化

從表3 中可以發現，不同的施肥處理都對土壤的理化性質有明顯的改善作用，使土壤的堿解氮、速效磷、速效鈣及有機質含量有所提高。在T3處理中，堿解氮、速效磷、速效鈣、速效鈣、有機質的含量均明顯高于對照，其變化幅度分別為64.26%、48.33%、36.64%、73.45%，并且在不同處理之間存在著極顯著的差異。

表3 不施肥處理對土壤理化性質的影響Tab.3 Effect of no fertilization treatment on soil physicochemical properties

2.4 不同肥料施用條件下蘋果根際菌落結構與功能的變化

由表4可知，不同的施肥處理對蘋果根際土壤中細菌、真菌和放線菌的數量都有明顯的增加。結果表明，蘋果根際土體中主要的微生物是細菌，其次是放線菌，最小是真菌。細菌、真菌和放線菌在土壤中的分布規律一致，從高到低依次為：T3＞T2＞T1＞對照。不同的菌種肥料施用水平對真菌、細菌和放線菌有明顯的促進作用，并且在各個處理水平上有明顯的差別。

表4 不同施肥處理對蘋果根際土壤微生物數量的影響Tab.4 Effects of different fertilization treatments on microbial quantity in apple rhizosphere soil ×105 cfu/g

2.5 不同肥料施用條件下蘋果根際酶學特性研究

脲酶在氮素轉化中起著關鍵的作用，其活力不僅與土壤的供氮能力有關，而且還直接影響到尿素的利用。蔗糖酶是表征土壤肥力和成熟度的主要指標，在提高土壤養分方面起著關鍵作用。從表5 可以看出，各肥料處理對尿素酶、磷酸酶和蔗糖酶活力都有明顯的促進作用，其中，T3處理較CK分別增加了78.62%、51.94%和76.39%。隨著微生物菌劑施用量的增大，土壤中的酶活也隨之升高，其中以T3處理的影響最大。

表5 不同施肥處理對蘋果根際土壤酶活性的影響Tab.5 Effects of different fertilization treatments on enzymatic activity in apple rhizosphere soil %

2.6 蘋果在不同肥料條件下的營養吸收效應

從表6 可以看出，使用微生物菌肥后，植物體內的總氮、總磷、總鈣都有一定的增加，其中，T3處理較CK 分別增加了65.67%、77.31%、77.92%。由此可以看出，不同的微生物菌肥施用量都可以促進植物對養分的吸收，從而使蘋果植株幼苗的全氮、全磷和全鈣含量得到提高。

表6 不同施肥處理對蘋果植株養分吸收的影響Tab.6 Effects of different fertilization treatments on nutrient uptake of apple plants g

2.7 植物根際土壤中適合的植物根際土壤養分的測定

植物的生物量與營養元素的吸收是衡量植物生長發育與營養元素利用率的一個主要指標。通過對2項指數和菌肥添加量的擬合，找出在本實驗條件下最適合的菌肥添加量。從圖1 可以看出，植物生物量和氮素營養利用效率與微生物肥料用量的關系是增加的，2個指數都是增加的。所以，在本實驗的基礎上，在蘋果幼苗的生長發育中，最適合的微生物菌肥的用量為290～360 g。

圖1 植株生物量、總養分含量與微生物菌肥施用量的關系Fig.1 Relationship between plant biomass,total nutrient content and application amount of microbial fertilizer

3 討論

微生物菌肥具有增加土壤有機質、改良土壤環境、改良土壤微生物、改善土壤生態等作用。土壤微生物作為最活躍的組分，在土壤有機質分解、腐殖質生成、營養物質轉化等方面發揮著重要作用。在此基礎上，本項目研究了微生物菌劑對果樹根際土壤中的微生物群落結構、養分的轉化和利用、根際微生態等方面的影響。結果顯示，在土壤中添加微生物肥，可明顯增加蘋果植株的生物量，并對其生長發育和營養元素的吸收起到正向的促進作用。

微生物作為最具活力的微生物群落，通過不同的方式將有機物以不同的方式釋放到土壤中，從而對土壤的理化性質和生物學性質產生重要影響。隨著土壤微生物的活躍，其對作物的影響也越來越大。本研究發現，生物菌肥可以促進M9T337 苗木的生長，且不同種類的微生物在根際中存在著明顯的不同，其中細菌占據了絕對的優勢，其次是放線菌，最后是真菌。土壤酶是影響土壤物質代謝的關鍵因子，其活力被認為是反映土壤肥力與環境變遷的一項主要指標。尿素酶作為一種酰胺，通過水解有機質中的肽鍵而產生氨氣和碳酸，被廣泛用于指示有機氮在土壤中的形態轉化。尿素酶與氮的轉化關系較大，而磷酸酶則與磷的轉化關系較大。土壤中的磷酸鹽是由植物根系、微生物、動物等釋放出來的[3]。本研究結果顯示，微生物菌肥可以改善土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活力，與CK 相比，分別增加了52.27%、34.75%和42.26%，其中土壤脲酶的增強作用最為明顯。

根際是植物和土壤交互作用的重要場所，與植物對營養元素的吸收有著重要的關系。本研究發現，在蘋果根際土壤中，微生物菌肥的施用量越多，其主要影響因素就越多，且隨著微生物菌肥的使用程度越高，其有效營養物質也越多。微生物菌肥施用到土壤中，可以改善土壤的物理結構，為土壤中的微生物提供營養物質，增加土壤中的有機質，增加土壤的肥力，進而促進植物根系的生長，增加植物對營養物質的吸收。

從微生物菌肥對蘋果植株生長及養分吸收的情況來看，微生物菌肥的施用量對植物的生長及養分吸收有明顯的影響[4]。微生物菌肥施用量對植物生物量和總營養素含量與微生物菌肥施用量進行擬合分析，兩者出現最大值時的微生物菌肥用量為290 g 和360 g。綜合分析，本實驗所需的微生物菌肥在290～360 g。在此區域，植物生物量和總營養成分保持在較高的水平，變動不大，說明此區域的微生物菌肥用量能促進植物的生長，并能吸收更高的氮磷鈣。本試驗所使用的是壤土，因為不同的土壤類型，其本身的土壤滲透性及保水保肥能力存在著差異，都會對其產生一定的影響。此外，本試驗使用的是盆栽，空間的限制會對地下部的生長產生影響，在大田試驗條件下，蘋果植株對微生物菌肥施用量的響應還需要進一步的研究。